Формирование динамического и теплового пограничных слоев в реакторе пиролиза метана при переменной вязкости и температуропроводности
К.В. Колотилкина, С.В. Зайцев, Е.В. Стефанюк, В.А. Кудинов
Самарский государственный технический университет, Самара, Россия
xeniakolotilkina@yandex.ru
Ключевые слова: термическое разложение метана, динамический и тепловой пограничные слои, переменные вязкость и температуропроводность, краевая задача, интегральное уравнение, аналитическое решение, отложения углерода
Страницы: 107-113
Аннотация
С помощью интегрального метода теплового баланса получены аналитические решения задач формирования динамического и теплового пограничных слоев в реакторе пиролиза (термического разложения) метана при переменных в пределах этих слоев значениях вязкости и температуропроводности. Показано, что на внутренней поверхности стенки металлического реактора, нагретой до температуры 1000 °С, вследствие высокой вязкости и температуропроводности образуется слой неподвижного газа, имеющего такую же температуру, что и стенка. Изотахи и изотермы в указанном слое расположены перпендикулярно поверхности стенки. Формирование пограничных слоев в этом случае происходит на некотором расстоянии от стенки, в пределах которого скорость практически равна нулю, а температура равна температуре стенки, значительно превышающей температуру газа за пределами пограничных слоев. В пристеночном слое неподвижного газа при высокой температуре происходит интенсивное образование углерода (пиролизного графита), отлагающегося на стенках реактора, вплоть до полного зауглероживания проходного сечения последнего и останова процесса пиролиза.
DOI: 10.63430/TIA202601012 |
